(57)【要約】  被験体２、２１、２１１の反応をモニタリングするデバイス１及び方法は、入力信号５、５１、．．．を放射するエミッター３及び入力信号５、５１、．．．に応じた被験体２、２１、２１１から出力信号６、６１、．．．を受信するレシーバー４と、信号発生器７と、信号分析器８とを備え、被験体２、２１、２１１の第１の反応Ｒ１が、出力信号６、６１、．．．と入力信号５、５１、．．．との比較から評価される。デバイスは、第２の反応Ｒ２を評価するために更なるエミッター３１、３１１、．．．を備え、第１の反応Ｒ１又は第２の反応Ｒ２のいずれかが、所定の特性に基づいて反応の更なるモニタリングのために選択され、及び／又は、デバイス１は、第３の反応Ｒ３を評価するために少なくとも１つの更なるレシーバー４１、４１１、．．．を備え、第１の反応Ｒ１又は第３の反応Ｒ３のいずれかが、所定の特性に基づいて反応の更なるモニタリングのために選択され、及び／又は入力信号５、５１、．．．は電磁場であり、デバイス１は、入力信号５、５１、．．．を変更する信号変調器９を更に備え、それにより、第１の反応Ｒ１は、空間分解能による反応のモニタリングを可能にするように変更される。【選択図】  図１
2019537733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体（２、２１、２１１）の反応をモニタリングするデバイス（１）であって、
少なくとも１つのエミッター（３）及び少なくとも１つのレシーバー（４）であって、前記少なくとも１つのエミッター（３）は少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を放射するように構成され、前記少なくとも１つのレシーバー（４）は、前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）に応じて前記被験体（２、２１、２１１）から少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を受信するように構成されている、少なくとも１つのエミッター（３）及び少なくとも１つのレシーバー（４）と、
前記少なくとも１つのエミッター（３）に接続されており、前記被験体（２、２１、２１１）に浸透するために及び／又は該被験体（２、２１、２１１）で反射するために有効である前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を生成するように構成されている、信号発生器（７）と、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）に接続されており、前記少なくとも１つのレシーバー（４）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を、該少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）とを比較することにより、分析するように構成されている信号分析器（８）と
を備え、
前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）との比較から、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）を評価するように構成されているデバイス（１）であって、
該デバイス（１）は、少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）を備え、
該少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）は、前記少なくとも１つの入力信号（５）及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号（５１、５１１、．．．）を放射するように構成され、それは、前記少なくとも１つのレシーバー（４）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）によって放射された前記少なくとも１つの入力信号（５）及び／又は前記少なくとも１つの更なる入力信号（５、５１１、．．．）との比較により、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）を評価するためであり、
所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）に係る前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）のいずれかが選択される
こと、及び／又は、
該デバイス（１）は、少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）を備え、
該少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）は、前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を更に受信するように構成され、それは、前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つのエミッター（３）によって放射された前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）との比較により、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）を評価するためであり、
所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）のいずれかが選択される
こと
を特徴とする、デバイス（１）。
【請求項２】
請求項１に記載のデバイス（１）であって、
第１のエミッター−レシーバー選択が、前記エミッター（３）及びあるとすれば１つ又は複数の前記更なるエミッター（３１、３１１、．．．）それぞれのうちの少なくとも１つと、前記レシーバー（４）及びあるとすれば１つ又は複数の前記更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）それぞれのうちの少なくとも１つとを含み、
少なくとも１つの更なるエミッター−レシーバー選択が、前記エミッター（３）及びあるとすれば前記１つ又は複数の更なるエミッター（３１、３１１、．．．）それぞれのうちの少なくとも１つの別のもののうちの少なくとも１つと、前記レシーバー（４）及びあるとすれば前記１つ又は複数の更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）それぞれのうちの少なくとも１つの別のもののうちの少なくとも１つとを含み、
前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）は、前記第１のエミッター−レシーバー選択から導出可能であり、
前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）及び／又は前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）は、前記少なくとも１つの更なるエミッター−レシーバー選択から導出可能である、
デバイス（１）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデバイス（１）であって、
前記被験体（２、２１、２１１）内への前記少なくとも１つの入力信号（５）の前記浸透及び／又は前記被験体（２、２１、２１１）からの前記少なくとも１つの入力信号（５）の前記反射を調整するために、該少なくとも１つの入力信号（５）を変更するように構成されている信号変調器（９）を更に備え、それにより、前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）及び／又は前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）及び／又は前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）はそれぞれ、空間分解能により前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の前記モニタリングを可能にするように変更される、デバイス（１）。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）及び前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）は、各々、電気信号、好ましくは電磁場である、デバイス（１）。
【請求項５】
被験体（２、２１、２１１）の反応をモニタリングするデバイス（１）であって、
少なくとも１つのエミッター（３）及び少なくとも１つのレシーバー（４）であって、前記少なくとも１つのエミッター（３）は少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を放射するように構成され、前記少なくとも１つのレシーバー（４）は、前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）に応じて前記被験体（２、２１、２１１）から少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を受信するように構成されている、少なくとも１つのエミッター（３）及び少なくとも１つのレシーバー（４）と、
前記少なくとも１つのエミッター（３）に接続されており、前記被験体（２、２１、２１１）に浸透するために及び／又は該被験体（２、２１、２１１）で反射するために有効である前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を生成するように構成されている、信号発生器（７）と、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）に接続されており、前記少なくとも１つのレシーバー（４）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を、該少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）とを比較することにより、分析するように構成されている信号分析器（８）と
を備え、
前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）との比較から、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）を評価するように構成されているデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）は電磁場であり、
該デバイス（１）は、前記被験体（２、２１、２１１）内への前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の前記浸透及び／又は前記被験体（２、２１、２１１）からの前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の前記反射を調整するために、前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）、特に該少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の電磁場強度及び／又は該少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の振幅を変更するように構成されている信号変調器（９）を更に備え、
前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）は、空間分解能により前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の前記モニタリングを可能にするように変更される
ことを特徴とする、デバイス（１）。
【請求項６】
請求項５に記載のデバイス（１）であって、
該デバイス（１）は、少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）を更に備え、
該少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）は、前記少なくとも１つの入力信号（５）及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号（５１、５１１、．．．）を放射するように構成され、それは、前記少なくとも１つのレシーバー（４）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）によって放射された前記少なくとも１つの入力信号（５）及び／又は前記少なくとも１つの更なる入力信号（５１、５１１、．．．）との比較により、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）を評価するためであり、
所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）に係る前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）のいずれかが選択される
こと、及び／又は、
該デバイス（１）は、少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）を更に備え、
該少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）は、前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を更に受信するように構成され、それは、前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）で受信された前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）と前記少なくとも１つのエミッター（３）によって放射された前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）との比較により、前記被験体（２、２１、２１１）の少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）を評価するためであり、
所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）のいずれかが選択される
こと
を特徴とする、デバイス（１）。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）のうちの２つ以上は、１つ以上のエミッターユニット（１０、１０１、．．．）を形成するように互いに接続され、該１つ以上のエミッターユニット（１０、１０１、．．．）は、前記信号発生器（７）から同じ入力信号（５、５１、．．．）を受信するように構成され、及び／又は、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）及び前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）のうちの２つ以上は、１つ以上のレシーバーユニット（１１、１１１、．．．）を形成するように互いに接続され、該１つ以上のレシーバーユニット（１１、１１１、．．．）は、入力信号（５、５１、．．．）に応じた特定の出力信号（６、６１、．．．）を受信するように構成されている、
デバイス（１）。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）のうちの２つ以上は、前記１つ以上のエミッターユニット（１０、１０１、．．．）内で、互いに隣接して配置され、及び／又は、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）及び前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）のうちの２つ以上は、前記１つ以上のレシーバーユニット（１１、１１１、．．．）内で、互いに隣接して配置されている、
デバイス（１）。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つのエミッター（３）及びあるとすれば前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）それぞれと、前記少なくとも１つのレシーバー（４）及びあるとすれば前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）それぞれとは、該デバイス（１）における単一平面（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２１）に又は複数の好ましくは平行な平面（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２１）に配置され、前記単一平面（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２１）及び前記複数の平面（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ２１）は、それぞれ、該デバイス（１）のモニタリング面（２４）を画定する、デバイス（１）。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
該デバイス（１）は、生きた被験体（２、２１、２１１）、好ましくは哺乳動物の反応をモニタリングするように適合され、該生きた被験体（２、２１、２１１）は電荷を含む誘電体媒質（１７、１７１、１７１１）を有し、該電荷は、前記少なくとも１つの入力信号に起因して再配分され、
前記電荷の電荷再配分は、前記生きた被験体（２、２１、２１１）の生体機能に起因して変化し、
前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）は、前記誘電体媒質（１７、１７１、１７１１）の前記電荷再配分によって変更される前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）に対応し、
前記生きた被験体の前記反応は、前記生体機能に対応する、
デバイス（１）。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のデバイス（１）であって、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）及びあるとすれば前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）それぞれによって受信される前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を復調するように構成された信号復調器（１２）を更に備え、及び／又は、
該デバイス（１）は、前記少なくとも１つのエミッター（３）及びあるとすれば前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）によって放射される前記入力信号（５、５１、．．．）のうちの少なくとも１つを選択するように構成された入力選択デバイス（２５）を更に備え、及び／又は、
該デバイス（１）は、前記少なくとも１つのレシーバー（４）及びあるとすれば前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）によって受信される前記出力信号（６、６１、．．．）のうちの少なくとも１つを選択するように構成された、出力選択デバイス（１６）、好ましくはマルチプレクサーを更に備え、及び／又は、
該デバイス（１）は、前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器（１３）を更に備え、好ましくは、前記デジタル信号を処理するように構成された、好ましくは該デジタル信号をフーリエ変換する、信号プロセッサ（１４）もまた備え、及び／又は、
該デバイス（１）は、無線ＬＡＮ、携帯電話、スマートフォン、コンピューター、モニター等の更なるデバイスに前記反応を通信するように構成された通信モジュール（１５）を更に備える、
デバイス（１）。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のデバイス（１）を用いて被験体（２、２１、２１１）の反応をモニタリングする方法であって、
前記デバイス（１）の領域に前記被験体（２、２１、２１１）を配置するステップと、
前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を生成するステップと、
前記少なくとも１つのエミッター（３）によって前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を放射するステップと、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）によって前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を受信するステップと、
前記信号分析器（８）によって前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）を確定するステップと
を含む方法であって、
前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）によって前記入力信号（５）及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号（５１、５１１、．．．）を放射し、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）によって受信された前記少なくとも１つの出力信号（６）と前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）によって放射された前記入力信号（５）及び／又は前記少なくとも１つの更なる入力信号（５１、５１１、．．．）とを比較することにより、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）を評価し、
前記所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第２の反応（Ｒ２）に係る前記少なくとも１つの更なるエミッター（３１、３１１、．．．）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）のいずれかを選択する
ステップと、
前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）によって前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を受信し、
前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）によって受信された前記出力信号（６）と前記少なくとも１つのエミッター（３）によって放射された前記入力信号（５）とを比較することにより、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）を評価し、
前記所定の特性に基づき、前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の更なるモニタリングのために、前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つのレシーバー（４）、又は前記被験体（２、２１、２１１）の前記少なくとも１つの第３の反応（Ｒ３）に係る前記少なくとも１つのエミッター（３）及び前記少なくとも１つの更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）のいずれかを選択する
ステップと、
からなるステップ群から選択されたステップを更に含む、
方法。
【請求項１３】
請求項３〜１１のいずれか一項に記載のデバイス（１）を用いて被験体（２、２１、２１１）の反応をモニタリングする方法であって、
前記デバイス（１）の領域に前記被験体（２、２１、２１１）を配置するステップと、
前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を生成するステップと、
前記少なくとも１つのエミッター（３）によって前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）を放射するステップと、
前記少なくとも１つのレシーバー（４）によって前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）を受信するステップと、
前記信号分析器（８）によって前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）を確定するステップと、
前記信号変調器（９）により、前記被験体（２、２１、２１１）内への前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の前記浸透及び／又は前記被験体（２、２１、２１１）からの前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の前記反射を調整するために、前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）、特に該少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の電磁場強度及び／又は該少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）の振幅を変更するステップであって、それにより、前記少なくとも１つの第１の反応（Ｒ１）は、前記所定の特性に基づいて、空間分解能により前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の前記モニタリングを可能にするように変更される、ステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記被験体（２、２１、２１１）は、電荷を含む誘電体媒質（１７、１７１、１７１１）を有する生きた被験体（２、２１、２１１）、好ましくは哺乳動物であり、該電荷は、前記少なくとも１つの入力信号に起因して再配分され、
前記電荷の電荷再配分は、前記生きた被験体（２、２１、２１１）の生体機能に起因して変化し、
前記少なくとも１つの出力信号（６、６１、．．．）は、前記誘電体媒質（１７、１７１、１７１１）の前記電荷再配分によって変更される前記少なくとも１つの入力信号（５、５１、．．．）に対応し、
前記生きた被験体の前記反応は、前記生体機能に対応する、
請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記所定の特性に基づいて、最大信号強度での及び／又は最大空間分解能での及び／又は最小入力信号（５）エネルギー消費での前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の前記モニタリングを可能にする、少なくとも１つの特定のエミッター（３）及び／又はあるとすれば少なくとも１つの特定の更なるエミッター（３１、３１１、．．．）を選択するステップを更に含み、及び／又は、
前記所定の特性に基づいて、最大信号強度での及び／又は最大空間分解能での及び／又は最小入力信号（５）エネルギー消費での前記被験体（２、２１、２１１）の前記反応の前記モニタリングを可能にする、少なくとも１つの特定のレシーバー（４）及び／又はあるとすれば少なくとも１つの特定の更なるレシーバー（４１、４１１、．．．）を選択するステップを更に含む、
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験体の反応をモニタリングするデバイス、及び被験体の反応をモニタリングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生きた被験体の生体機能又は産業プロセスの制御機能等、被験体の反応のモニタリングは、生きた被験体の状態又は産業プロセスの状態を評価するために非常に重要である。この目的で、多くのセンサーデバイスが開発されてきた。ヒト及び動物等の生きた被験体に対して、一般に使用される方法は、センサーデバイスの接触型の適用に基づく。こうした適用は、多くの場合、生きた被験体の生体機能に関連する生理学的パラメーターを測定するために、生きた被験体に電極又はセンサーを取り付ける必要がある。他のデバイス、特に腕時計等の携帯デバイスが既知であり、そこには、１つ以上の光学センサーが組み込まれており、したがって、そうしたデバイスは、生体に取り付ける必要がなくなる。しかしながら、特に、光学センサーの感度の範囲が限られているため、こうしたデバイスは、通常、被験体に近接した状態でしか使用することができない。
【０００３】
接触依存又は位置依存デバイスに関連する上述した問題を回避するために、生きた被験体の生理学的状態をモニタリングすることができる、非接触型センサーを備えるデバイスが開発された。これらのセンサーは、以前の接触型センサーと同様に、生きた被験体の心拍数、呼吸数又は動き等、生体パラメーターを特定することができる。こうした非接触型センサーは、一般に、電磁特性を使用し、互いに対向して配置することができ、測定対象の生きた被験体はそれらの間に配置され、又は、こうしたセンサーは、同じ平面に配置することができ、測定対象の生きた被験体はセンサーの上方に又はセンサーに隣接して配置される。
【０００４】
生理学的事象に対するモニタリングシステムは、特許文献１から既知であり、そこでは、被験体の電気インピーダンスの変化に起因する電流の変動を測定することにより、ヒト及び動物における生理学的プロセスをモニタリングするための、電磁インピーダンスセンサーが提供される。
【０００５】
特許文献２は、車両の座席内に位置する容量センサーから受け取る生体信号の信号品質を向上させるシステムを開示しており、そこでは、センサーは、運転手からの電気インパルスを検知する。
【０００６】
身体状態の変化を確定するために、生理学的特性を検知する、電流又は電位センサー、視覚センサー又は酸素センサー等のセンサーが使用されるシステムが、特許文献３から既知である。
【０００７】
特許文献４は、キャパシターを用いてユーザーの身体の生体インピーダンスを誘導的に測定する装置を開示している。
【０００８】
生きた被験体の状態をモニタリングするデバイスが特許文献５から既知であり、そこでは、デバイスの構成及び機能が、モニタリング領域の近くに又はモニタリング領域内に取り付けられたＲＦＩＤタグ等の標的までの距離を求めるように構成された距離計を用いて調整される。
【０００９】
しかしながら、これらのデバイス及び方法の全てが、デバイスにおける測定対象の被験体の正確な位置決めに依存し、及び／又は、デバイスは、所定の感度領域しか有していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２０１４／２０４７２１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／０２８５２１６号
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１４／０２７６１１２号
【特許文献４】国際公開第２００６／１１１８７７号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１３／０００１４２２号
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、上述した欠点を克服する、被験体の反応をモニタリングするデバイス及び方法を提供することである。特に、本発明の目的は、高感度な、反応の接触非依存及び位置非依存モニタリングを可能にする、被験体の反応をモニタリングするデバイス及び方法を提供することである。
【００１２】
この目的は、請求項１によるデバイスにより、及び請求項５によるデバイスにより、それぞれ達成される。
【００１３】
この目的は、請求項１２による方法により、及び請求項１３による方法により、それぞれ更に達成される。
【００１４】
第１の態様によれば、本発明は、被験体の反応をモニタリングするデバイスであって、少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバーであって、少なくとも１つのエミッターは少なくとも１つの入力信号を放射するように構成され、少なくとも１つのレシーバーは、上記少なくとも１つの入力信号に応じて被験体から少なくとも１つの出力信号を受信するように構成されている、少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバーと、少なくとも１つのエミッターに接続されており、少なくとも１つの入力信号を生成するように構成されている信号発生器であって、少なくとも１つの入力信号は、被験体に浸透するために及び／又は被験体で反射するために有効である、信号発生器と、少なくとも１つのレシーバーに接続されており、少なくとも１つのレシーバーから受信された少なくとも１つの出力信号を少なくとも１つの入力信号と比較することにより、少なくとも１つの出力信号を分析するように構成されている信号分析器とを備える、デバイスを提供する。デバイスは、少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つの入力信号との比較から、被験体の少なくとも１つの第１の反応を評価するように構成されている。デバイスは、少なくとも１つの更なるエミッターを備え、少なくとも１つの更なるエミッターは、少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号を放射するように構成され、それは、少なくとも１つのレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つの更なるエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号との比較により、被験体の少なくとも１つの第２の反応を評価するためであり、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第２の反応に係る少なくとも１つの更なるエミッター及び少なくとも１つのレシーバーのいずれかが選択され、及び／又は、デバイスは、少なくとも１つの更なるレシーバーを備え、少なくとも１つの更なるレシーバーは、少なくとも１つの出力信号を更に受信するように構成され、それは、少なくとも１つの更なるレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つのエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号との比較により、被験体の少なくとも１つの第３の反応を評価するためであり、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第３の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるレシーバーのいずれかが選択される。
【００１５】
概観の目的で、それぞれ、少なくとも１つのエミッター及び／又は少なくとも１つの更なるエミッターは、時に、（１つの）エミッター、（複数の）エミッター又はエミッター（複数の場合もある）と呼び、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーは、時に、（１つの）レシーバー、（複数の）レシーバー又はレシーバー（複数の場合もある）と呼ぶ。同様に、少なくとも１つの第１の反応、少なくとも１つの第２の反応、及び少なくとも１つの第３の反応は、時に、それぞれ、第１の反応（複数の場合もある）、第２の反応（複数の場合もある）及び第３の反応（複数の場合もある）と呼ぶ。さらに、出力信号は、レシーバーによって受信される信号を指し、特定のレシーバーがいくつかの出力信号を受信することができ、異なるレシーバーは異なる出力信号を受信することができる。
【００１６】
すなわち、デバイスは、少なくとも１つのエミッターによって放射される少なくとも１つの入力信号を、少なくとも１つのレシーバーによって受信される少なくとも１つの出力信号と比較することにより、少なくとも１つの第１の反応を確定するように構成されている。デバイスは、少なくとも１つの第２の反応及び／又は少なくとも１つの第３の反応を確定するように更に構成されており、そこでは、それぞれ、少なくとも１つの第２の反応は、少なくとも１つのレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号を、少なくとも１つの更なるエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号と比較することによって確定され、少なくとも１つの第３の反応は、少なくとも１つの更なるレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号を、少なくとも１つのエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号と比較することによって確定される。前者の場合、所定の特性に基づいて、被験体の反応の更なるモニタリングのために、少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は、少なくとも１つの第２の反応に係る少なくとも１つの更なるエミッター及び少なくとも１つのレシーバーが選択される。後者の場合、所定の特性に基づいて、被験体の反応の更なるモニタリングのために、少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は、少なくとも１つの第３の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるレシーバーが選択される。
【００１７】
このため、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応を所定の特性と比較することにより、所望の少なくとも１つの出力信号を提供し、したがって被験体の反応の更なるモニタリングに対して好適である、特定の少なくとも１つのエミッター、少なくとも１つの更なるエミッター、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーを評価することができる。すなわち、所定の特性から逸脱する第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応をもたらす特定の少なくとも１つのエミッター、少なくとも１つの更なるエミッター、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーが、更なるモニタリングに対して無視され、所定の特性に従う第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応をもたらす特定の少なくとも１つのエミッター、少なくとも１つの更なるエミッター、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーが、被験体の反応の更なるモニタリングのために選択される。
【００１８】
大まかに言うと、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応の評価は、後続する被験体の実際の反応の完全なモニタリングのためにデバイスにおける好適な、すなわち高感度な領域をおおよそ求める目的に用いることができる。それにより、デバイスにおける或る特定の感度領域に被験体を正確に又は固定的に位置決めする必要なしに、デバイスは反応のモニタリングを可能にする。代わりに、デバイスにおける被験体の即時の位置に対して連続的に最適化し調整することができる適応的な感度領域が提供される。その結果、被験体からの反応を高感度でモニタリングすることができる。
【００１９】
本発明に関連する所定の特性の例は、少なくとも１つの第１の反応、少なくとも１つの第２の反応及び少なくとも１つの第３の反応それぞれに関連する、信号振幅、信号強度、信号周波数、信号位相、信号位相変化、信号ジッタ、信号スキュー、信号スペクトラム拡散等と比較される、基準信号振幅、基準信号強度、基準信号周波数、基準信号位相、基準信号位相変化、基準信号ジッタ、基準信号スキュー、基準信号スペクトラム拡散等である。
【００２０】
後に詳細に説明するように、モニタリングする反応は、生きた被験体の心拍数又は呼吸数等の生体機能とすることができる。成人のヒト、新生児、犬、マウス及び鳥の典型的な心拍数は、それぞれ、約１．２５ヘルツ、２ヘルツ、１．５ヘルツ、８ヘルツ及び１５ヘルツである。成人のヒト、新生児、犬、マウス及び鳥の典型的な呼吸数は、それぞれ、約０．５ヘルツ、０．８ヘルツ、０．６ヘルツ、２．５ヘルツ及び５ヘルツである。デバイスが成人のヒトの呼吸数をモニタリングするために使用される場合、所定の特性は、１．２５ヘルツの基準信号周波数とすることができる。
【００２１】
本発明に関連して、高感度での反応のモニタリングは、高分解能で及び／又は良好な信号対雑音比で及び／又は良好な信号強度での反応信号のモニタリングを指す。
【００２２】
好ましくは、第１のエミッター−レシーバー選択が、エミッター及びあるとすれば更なるエミッター（複数の場合もある）それぞれのうちの少なくとも１つと、レシーバー及びあるとすれば更なるレシーバー（複数の場合もある）それぞれのうちの少なくとも１つとを含み、少なくとも１つの更なるエミッター−レシーバー選択が、エミッター及びあるとすれば更なるエミッター（複数の場合もある）それぞれのうちの少なくとも１つの別のもののうちの少なくとも１つと、レシーバー及びあるとすれば更なるレシーバー（複数の場合もある）それぞれのうちの少なくとも１つの別のもののうちの少なくとも１つとを含み、少なくとも１つの第１の反応は、第１のエミッター−レシーバー選択から導出可能であり、少なくとも第２の反応及び／又は少なくとも１つの第３の反応は、少なくとも１つの更なるエミッター−レシーバー選択から導出可能である。
【００２３】
このため、１つ以上のエミッター−レシーバー選択を形成するように、あるとすれば、少なくとも１つのエミッター、少なくとも１つの更なるエミッター、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーからの任意の選択が考えられる。上記１つ以上のエミッター−レシーバー選択は、好ましくは、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応と所定の特性との間の良好な対応に基づく。
【００２４】
例えば、特定の少なくとも１つのエミッター及び特定の少なくとも１つのレシーバーにより、第１の反応が所定の特性と大きく一致することになる場合、第１のエミッター−レシーバー選択として、好ましくは、上記特定の少なくとも１つのエミッター及び上記特定の少なくとも１つのレシーバーが選択される。そして、好ましくは、上記第１のエミッター−レシーバー選択により、反応の更なるモニタリングが実施される。
【００２５】
デバイスは、好ましくは、被験体内への少なくとも１つの入力信号の浸透及び／又は被験体からの少なくとも１つの入力信号の反射を調整するために、少なくとも１つの入力信号を変更するように構成されている信号変調器を更に備え、それにより、少なくとも１つの第１の反応及び／又は少なくとも１つの第２の反応及び／又は少なくとも１つの第３の反応はそれぞれ、空間分解能により被験体の反応のモニタリングを可能にするように変更される。
【００２６】
本発明の文脈で、「少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号を変更する」とは、少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号の振幅、位相、周波数、エネルギー及び／又は強度を変化させるものとして理解されるべきである。少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号それぞれの振幅、位相、周波数、エネルギー、強度、パルス幅等、すなわち物理的特性を変更することにより、そうした信号の被験体への浸透深さ及び／又は被験体からのその反射の量を、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応を最適化するように変化させ調整することができ、それにより、空間分解能により反応を更にモニタリングすることができる。
【００２７】
言い換えれば、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応の上述した選択は、デバイスのｘ−ｙ平面内の信号最適化、すなわち反応の最適化として理解することができるのに対し、少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号の変更は、ｘ−ｙ平面の対応するｚ方向における信号最適化、すなわち反応の最適化として理解することができ、ｚ方向はｘ−ｙ平面に対して垂直である。ｘ−ｙ平面は、ｘ方向及びｙ方向におよび、本明細書では、それぞれエミッター（複数の場合もある）及びレシーバー（複数の場合もある）を含む平面として定義される。
【００２８】
少なくとも１つの入力信号及び少なくとも１つの出力信号は、好ましくは、各々、電気信号、好ましくは電磁場である。
【００２９】
すなわち、入力信号及び更なる入力信号のうちの任意の１つ、したがって上記入力信号及び更なる入力信号に反応する被験体からの出力信号及び更なる出力信号のうちの任意の１つもまた、それぞれ電磁場である。
【００３０】
第２の態様によれば、本発明は、被験体の反応をモニタリングするデバイスであり、少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバーであって、少なくとも１つのエミッターは少なくとも１つの入力信号を放射するように構成され、少なくとも１つのレシーバーは、上記少なくとも１つの入力信号に応じて被験体から少なくとも１つの出力信号を受信するように構成されている、少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバーと、少なくとも１つのエミッターに接続されており、少なくとも１つの入力信号を生成するように構成されている信号発生器であって、少なくとも１つの入力信号は、被験体に浸透するために及び／又は被験体で反射するために有効である、信号発生器と、少なくとも１つのレシーバーに接続されており、少なくとも１つのレシーバーから受信された少なくとも１つの出力信号を少なくとも１つの入力信号と比較することにより、少なくとも１つの出力信号を分析するように構成されている信号分析器とを備える、デバイスを提供する。デバイスは、少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つの入力信号との比較から、被験体の少なくとも１つの第１の反応を評価するように構成されている。少なくとも１つの入力信号は電磁場であり、デバイスは、被験体内への少なくとも１つの入力信号の浸透及び／又は被験体からの少なくとも１つの入力信号の反射を調整するために、少なくとも１つの入力信号、特に少なくとも１つの入力信号の電磁場強度及び／又は少なくとも１つの入力信号の振幅を変更するように構成されている信号変調器を更に備え、少なくとも１つの入力信号は、空間分解能により被験体の反応のモニタリングを可能にするように変更される。
【００３１】
すなわち、デバイスは、少なくとも１つの入力信号を変更し、したがって、上記変更された少なくとも１つの入力信号に反応した被験体からの少なくとも１つの出力信号もまた変更するように構成され、それにより、少なくとも１つの第１の反応も変更される。上述したように、任意の入力信号及び任意の更なる入力信号、したがって、上記入力信号及び更なる入力信号それぞれに反応した被験体からの任意の出力信号及び更なる出力信号もまた、好ましくは、各々、電磁場である。したがって、振幅変調及び／又は周波数変調及び／又は位相変調及び／又はエネルギー変調及び／又は強度変調及び／又は電磁場勾配変調等、入力信号及び更なる入力信号のうちの任意の１つの変更により、それに従って振幅及び／又は周波数及び／又は位相及び／又は電磁場勾配が変更される、出力信号及び更なる出力信号がそれぞれもたらされる。入力信号の物理的特性に応じて、或る特定の被験体への浸透及び／又は被験体からの反射等、或る特定の相互作用が生成される。したがって、第１の時点で、特別に変更された入力信号及び変更された更なる入力信号をそれぞれ放射することにより、上記第１の時点で、特別に変更された第１の反応がもたらされる。更なる時点で、特別に変更された入力信号及び変更された更なる入力信号をそれぞれ放射することにより、上記更なる時点で特別に変更された第１の反応がもたらされる。その結果、異なる時点における、特別に変更された第１の反応の更なるモニタリングにより、経時的に変化する反応、すなわち、空間分解能が経時的に変更される反応のモニタリングが可能になる。
【００３２】
さらに、入力信号の変更、特に周波数変調により、被験体とデバイスとの間の距離を求めることができる。例えば、入力信号の周波数を、入力信号が被験体から完全に反射されるように選択することにより、かつ、上記入力信号が特定のエミッターから特定のレシーバーに伝播するために必要とする時間、すなわち、上記入力信号が被験体に達するのにかかる時間、及び対応する出力信号がレシーバーに到達するのにかかる時間を計算することにより、入力信号及び対応する出力信号は一定の光の速度で伝播するので、被験体とデバイスとの間の距離を求めることができる。
【００３３】
デバイスは、好ましくは、少なくとも更なるエミッターを更に備え、少なくとも１つの更なるエミッターは、少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号を放射するように構成され、それは、少なくとも１つのレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つの更なるエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号との比較により、被験体の少なくとも１つの第２の反応を評価するためであり、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第２の反応に係る少なくとも１つの更なるエミッター及び少なくとも１つのレシーバーのいずれかが選択され、及び／又は、デバイスは、少なくとも１つの更なるレシーバーを備え、少なくとも１つの更なるレシーバーは、少なくとも１つの出力信号を更に受信するように構成され、それは、少なくとも１つの更なるレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つのエミッターによって放射された少なくとも１つの入力信号との比較により、被験体の少なくとも１つの第３の反応を評価するためであり、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第３の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるレシーバーのいずれかが選択される。
【００３４】
したがって、本発明の第１の態様によるデバイスに関して既に概説したように、本発明の第２の態様によるデバイスは、同様に、好ましくは、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応を所定の特性と比較するように構成され、所望の少なくとも１つの出力信号を提供し、したがって、被験体の反応の更なるモニタリングに好適である、特定の少なくとも１つのエミッター、少なくとも１つの更なるエミッター、少なくとも１つのレシーバー及び／又は少なくとも１つの更なるレシーバーを評価することができる。このため、ｚ方向における、信号の、すなわち反応の最適化として理解することができる、少なくとも１つの入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号の上述した変更に加えて、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応の選択は、デバイスのｘ−ｙ平面内の、信号の、すなわち反応の最適化として理解することができる。
【００３５】
本発明の第１の態様によるデバイスに関して本明細書で提供する説明は、本発明の第２の態様によるデバイスに同様に適用され、その逆も可能であることが留意されるべきである。
【００３６】
少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれ、及び／又は、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれは、好ましくは、所定の方法で互いに協働するキャパシターである。
【００３７】
エミッター及びレシーバーは、本技術分野において既知であるように集積回路（ＩＣ）、すなわち、好ましくは非導電性誘電体基板のプレート（「チップ」）に提供されるか又は組み込まれる一組の電子回路の形態で提供されることが特に好ましい。すなわち、エミッター及びレシーバーは、好ましくは、プリント回路基板（ＰＣＢ）の形態で提供され、好ましくは非導電性誘電体基板にはんだ付けされるか又は埋め込まれる。ＰＣＢは、片面、両面又は多層ＰＣＢとして提供することができる。導体、すなわちエミッター及びレシーバーは、好ましくは非導電性の基板の上に積層されるか又はその中に組み込まれる導電性トラック又はパッドにより、互いに接続されることが好ましい。
【００３８】
しかしながら、エミッター及びレシーバーは、互いに電気的に相互接続され、誘電体媒体に組み込まれるか又は設けられる、薄膜、箔又は焼結金属の形態の電極等の電気部品であることも考えられる。非導電性誘電体媒体は、例えば、ガラス、セラミック、プラスチックフィルム又はシリコーンを含む群から選択することができる。非導電性媒体としてシリコーンを使用することにより、曲げ又はねじれ等の変形に関するデバイスの高い可撓性を提供することができる。
【００３９】
電子素子、すなわちエミッター及びレシーバーは、電子回路を保護しそれらの耐久性を向上させるために、アクリル樹脂等の樹脂でオーバーモールドされることも考えられる。
【００４０】
デバイスは、厳密に１つ以上の更なるエミッター及び／又は厳密に１つ以上の更なるレシーバーを備えることが好ましい。
【００４１】
例えば、デバイスに１つのレシーバー及び種々のエミッターを設けることができ、そこでは、１つのレシーバーは、種々のエミッターから放射される種々の入力信号に応じて被験体から生成される出力信号の全てを受信する。レシーバー及びエミッターの実際のサイズ及び形状に応じて、広い表面積の反応を取得するか又は非常に局所的に反応をモニタリングすることができる。
【００４２】
言い換えれば、複数のエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、好ましくは単一のレシーバーを有することにより、最適な反応を得るためにデバイスのｘ−ｙ方向におけるスキャニングが可能になる。こうしたスキャニングにより、測定対象の被験体の或る特定の所定位置に対する正確な位置決め又は位置合わせが不要になる。さらに、複数のエミッター及び少なくとも１つ、好ましくは単一のレシーバーの組合せは、入力信号の周波数変調等、入力信号の変更に加えて、自動容量計測スキャニング及び３次元反応信号検出を可能にする。
【００４３】
一方、デバイスに、少なくとも１つ、好ましくは単一のエミッター及び種々のレシーバーを設けることができ、そこでは、種々のレシーバーは、好ましくは単一のエミッターから放射される好ましくは単一の入力信号に応じて生成される出力信号を受信する。
【００４４】
しかしながら、さらに、任意にデバイスに輪郭が描かれるか又は編成される任意の所望の数のレシーバー及び／又はエミッターをデバイスに設けることが好ましく、そこでは、それらの有効な領域を、連続的に拡張するか又は圧縮し、かつ被験体のサイズ又は特性に適合させることができる。
【００４５】
少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれの総数は、好ましくは、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれの総数に等しい。又は、少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれの総数は、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれの総数に等しくない。
【００４６】
すなわち、任意の所望の数のレシーバー（複数の場合もある）及び／又はエミッター（複数の場合もある）を提供することができ、そこでは、レシーバー（複数の場合もある）の総数は、エミッター（複数の場合もある）の総数に等しい場合もあれば等しくない場合もある。
【００４７】
信号発生器は、好ましくは、少なくとも１つの入力信号を、あるとすれば更なるエミッターのうちの１つ以上にそれぞれ送信するように構成され、及び／又は、信号発生器は、好ましくは、少なくとも１つの更なる出力信号を受信するように、少なくとも１つの更なる入力信号を、エミッター及びあるとすれば更なるエミッターのうちの１つ以上にそれぞれ送信するように構成される。
【００４８】
すなわち、同じ入力信号及び／又は種々の同じか若しくは異なる入力信号をエミッターのうちの１つ以上に同時に又は連続的に送信することができる。後に更に説明するように、複数の入力信号を同時に放射することは、例えば、被験体における血液の流れを確定したい場合、特に有用である可能性がある。これは、２つ以上の異なるエミッターから同時に放射される２つ以上の入力信号に対応する出力信号を比較することによって行うことができる。
【００４９】
好ましくは、少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるエミッターのうちの２つ以上は、１つ以上のエミッターユニットを形成するように互いに接続され、１つ以上のエミッターユニットは、信号発生器から同じ入力信号を受信するように構成され、及び／又は、好ましくは、少なくとも１つのレシーバー及び少なくとも１つの更なるレシーバーのうちの２つ以上は、１つ以上のレシーバーユニットを形成するように互いに接続され、１つ以上のレシーバーユニットは、入力信号に反応する特定の出力信号を受信するように構成されている。
【００５０】
すなわち、１つ以上のエミッターユニットを形成する特定のエミッターに１つの入力信号又はいくつかの入力信号を同時に又は連続的に送信することができる。同様に、１つ以上のレシーバーユニットを形成する特定のレシーバーが、特定の入力信号に応じてそれぞれの出力信号を同時に又は連続的に受信することが可能である。
【００５１】
こうした設計により、エミッターユニットの個々のエミッターを共通の入力信号により共通してアドレス指定することができ、レシーバーユニットの個々のレシーバーによって受信される出力信号を共通して収集することができるため、デバイスの制御及び動作が簡略化する。
【００５２】
一方、エミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）が各々個々にアドレス指定されるデバイスを提供すること、すなわち、全てのエミッターが信号発生器に接続され、信号発生器から個々の入力信号を受信しており、及び／又は、個々の入力信号に反応する全ての出力信号が、個々のレシーバーによって受信され、個々の第１の反応、第２の反応、第３の反応、第４の反応等の評価に使用されることも考えられる。こうした設計により、この場合の感度領域が、エミッター及びレシーバーの或る特定の配置及び動作に制限されず、高感度での反応に至るそれらのエミッター及びレシーバーを個々にアドレス指定することにより、デバイスにおける被験体の即時の位置に従って連続的に拡張するか又は圧縮することができるため、デバイスにおける感度領域に関して非常に高い自由度が提供される。例えば、異なる入力信号、すなわち、同じ時点で周波数又は振幅又はパルス幅等が異なる入力信号により異なるエミッターを個々にアドレス指定することにより、心拍数及び呼吸数等の異なる反応を同時に取得することができる。２つ以上の物理的特性が異なる入力信号によりこうしたエミッターにアドレス指定すること、すなわち、周波数及びパルス幅等が異なる入力信号（複数の場合もある）を同時に放射することも考えられ、それにより、対応する混合出力信号（複数の場合もある）は、特定のフィルターを用いて分析することができ、更なる信号処理のためにそれらの個々の寄与に分解することができる。
【００５３】
簡略化した制御及び動作とともに、デバイスの感度に関する或る特定の適応可能性から利益を得るように、個々のエミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）並びにエミッターユニット及び／又はレシーバーユニットそれぞれの両方を備えたデバイスを提供することも好ましい。
【００５４】
少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるエミッターのうちの２つ以上は、好ましくは１つ以上のエミッターユニット内で、互いに隣接して配置されていることが好ましく、及び／又は少なくとも１つのレシーバー及び少なくとも１つの更なるレシーバーのうちの２つ以上は、好ましくは１つ以上のレシーバーユニット内で、互いに隣接して配置されていることが好ましい。
【００５５】
互いに隣接して配置されるこうしたエミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）は、互いからわずかな間隔で分離することができ、又は、互いに、特にいかなる空間もなしに、密接することができる。例えば、いくつかのエミッター及び／又はいくつかのレシーバー及び／又はいくつかのエミッターユニット及び／又はいくつかのレシーバーユニットのみを、１つ以上のクラスターを形成するように、互いからわずかな間隔で配置することができ、及び／又はそれらは、１つ以上の単一エンティティを形成するように、互いに密接して配置することができる。言い換えれば、前者の場合、デバイスに対して、デバイスのいくつかの特定の領域におけるエミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）及び／又はエミッターユニット及び／又はレシーバーユニットの密度の増大を提供することができ、後者の場合、デバイスに対して、デバイスの全体的な領域を覆うエミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）及び／又はエミッターユニット及び／又はレシーバーユニットを提供することができる。例えば、エミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）及び／又はエミッターユニット及び／又はレシーバーユニットを、オーバーラップがなくかつ間隙がない１つ以上の幾何学的形状の形態で配置することにより、エミッター（複数の場合もある）及び／又はレシーバー（複数の場合もある）及び／又はエミッターユニット及び／又はレシーバーユニットをモザイクの形態で配置すること、すなわち、デバイスの平面、好ましくはｘ−ｙ平面をタイル状にすることが考えられる。すなわち、一方で、個々の電子素子をデバイスのそれらの一体化配置により互いに電気的に接続することができ、例えば、それらは、一体化ハニカム構造体として提供することができる。他方で、例えば個々のハニカムの形態の個々の電子素子を、互いに構造的に分離することができ、導電性トラック又はパッドを用いて互いに電気的に接続することができる。電子素子を一体化する前者の場合、上記素子に入力信号を送信するために、１つの導電性トラック又はパッドのみが必要であり、上記素子から出力信号を受信するために、１つの導電性トラック又はパッドのみが必要である。後者の場合、これらの素子にアドレス指定するために、個々のトラック又はパッドが必要であるが、それらの個々のトラック又はパッドは、連帯的にアドレス指定可能であるように互いに相互接続することができる。
【００５６】
少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれと、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれとは、デバイスにおける単一平面に又は複数の好ましくは平行な平面に配置され、上記単一平面及び複数の平面は、それぞれ、好ましくは、デバイスのモニタリング面を画定することが好ましい。
【００５７】
すなわち、単一の第１の平面内、又は、それぞれ、上記第１の平面に対して平行に配置するか又は上記第１の平面に対して傾斜させるか若しくは角度を付けることができる、少なくとも１つの第２の平面内に、電子素子の全てを配置することができる。例えば、上で定義したようにｘ−ｙ平面内に位置する単一の平面又は複数の平行な平面に電子素子の全てを配置することが考えられる。こうした場合、この平面又はこれらの平面は、それぞれモニタリング面の境界を定め、その面内で、感度領域が確定される。したがって、モニタリング面は、好ましくは、被験体のサイズの約１倍から被験体のサイズの約５倍以上、特に好ましくは被験体のサイズの約２倍のサイズの領域におよぶデバイスの面としてみなすことができる。
【００５８】
さらに、少なくともいくつかのエミッター及び／又はいくつかのレシーバー及び／又はいくつかのエミッターユニット及び／又はいくつかのレシーバーユニットを、デバイス内で、特に誘電体基板内で、互いに対向して、及び／又は互いに対して傾斜させ及び／又は食違いに及び／又はずらして配置することができる。少なくともいくつかのエミッター及び／又はいくつかのレシーバー及び／又はいくつかのエミッターユニット及び／又はいくつかのレシーバーユニットを誘電体基板の同じ平面内に及び／又は誘電体基板内に配置することも可能である。
【００５９】
電子素子が全て同じ平面内に配置されるデバイスは、電子素子が互いに対して平行に配置されるデバイス、例えば、誘電体基板を挟挿する対向して配置されたキャパシターを備えるデバイスと比較して、検出容積の増大及び応用の簡略化という利点を有する。
【００６０】
少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれは、好ましくは、同一の幾何学的寸法及び／又は同一の形状を有し、及び／又は、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれは、好ましくは、同一の幾何学的寸法及び／又は同一の形状を有する。
【００６１】
少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターそれぞれが、異なる幾何学的寸法及び／又は異なる形状を有し、及び／又は、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれが、異なる幾何学的寸法及び／又は異なる形状を有することも好ましい。
【００６２】
このため、電子素子は、任意の所望の幾何学的形態及び寸法とすることができる。これらの電子素子の形態及び寸法とともに、デバイス上のそれらの分布及び配置の密度に依存することにより、デバイスによって達成される空間分解能の変更が可能になる。
【００６３】
信号発生器は、好ましくは、５００ヘルツ〜３０メガヘルツ、好ましくは１キロヘルツ〜２０メガヘルツの範囲のパルス周波数で１つ以上の電気パルスを生成するように構成され、単数又は複数のパルスは、好ましくは矩形又は波形態を有し、及び／又は、信号発生器は、好ましくは、１つ以上の電気パルスを、上記１つ以上の電気パルスに関連するパルス期間の１％〜９９％の範囲のパルス幅で生成するように構成され、及び／又は、信号発生器は、好ましくは、１ミリワット〜１０ワットの範囲、好ましくは１０ミリワット〜１ワットの範囲のパルス電力を有する１つ以上の電気パルスを生成するように構成され、及び／又は、入力信号は、好ましくは、１ピコファラッド〜１ミリファラッドの範囲、特に１０ピコファラッド〜９００ピコファラッドの範囲の容量をもたらすように構成される。
【００６４】
例えば、３０メガヘルツ及びパルス期間毎に１％のパルス幅の入力信号に対して、約１０ナノ秒の絶対パルス幅が得られる。５００ヘルツ及びパルス期間毎に９９％のパルス幅の入力信号に対して、約２ミリ秒の絶対パルス幅が得られる。
【００６５】
矩形及び／又は波形態を有するパルスを生成する代わりに又はそれに加えて、信号発生器は、パルスランピング等、任意の所望のパルス形態又はパルス形状又はパルスシーケンスを生成するように構成され、電気パルスは、パルス電力及び／又はパルス周波数を連続的に増大させるか又は低減させて生成されることも好ましい。パルス特性、特にパルス形態（複数の場合もある）は、好ましくは、高品質での信号処理を可能にするように選択され、例えば、信号歪みを最小限にするか又はもたらさない或る特定のパルス形態を選択することが好ましい。
【００６６】
交互の第１のパルス及び第２のパルスを含むモニタリング方式を適用することも考えられ、そこでは、第１の好ましくは短いパルスは、電子素子の全てをアドレス指定し、第２のパルスは、第１のパルスの結果として被験体の反応が受信された電子素子のみをアドレス指定する。そうする際、好都合には、２つ以上の好ましくは動いている被験体を同時にモニタリングすることが可能である。これに関連して、第１のパルスは、デバイスにおける１つ以上の被験体の位置の確定に使用される位置決めパルスと呼ぶことができ、第２のパルスは、１つ以上の被験体それぞれの生体機能（複数の場合もある）のモニタリングに使用される生体パルスと呼ぶことができる。こうしたパルスのシーケンスを印加することにより、１以上の好ましくは動いている被験体の生体機能の過渡的な又はリアルタイムのモニタリングを同時に実施することができる。すなわち、デバイス上で動いている被験体を「追跡する」ことができる。さらに、例えば短いパルス状入力信号の印加により、比較的短い時間断片からの被験体に関する情報の抽出を可能にする高速データ分析という利点が提供される。同じ結果はまた、特定の電子素子のみにパルスを印加することによっても達成することができることが留意されるべきである。例えば、デバイスは、電子素子を備えるいくつかの象限に分割することができ、そこでは、動いている被験体はいくつかの特定の象限にのみ位置し、その結果、上記特定の象限においてのみ、モニタリングを同様に行うことができる。これは、デバイスの全ての電子素子に印加されるパルスに基づくモニタリングと比較して、個々の象限内ではるかに高い分解能が達成されるという利点が提供される。さらに、同じ特性の第１のパルス又は第２のパルスを印加することは必須ではない。代わりに、例えば、周波数又はパルス幅等の特性が異なる第１のパルス及び／又は第２のパルスを使用することが考えられる。
【００６７】
さらに、入力信号を用いて出力信号をモデル化することができる。特に、パルス形態、例えば、矩形、波又はランプパルス等、入力信号の特性に応じて、異なる次数の高調波を生成することができ、高調波の周波数は、基本波の周波数の倍数となる。例えば、正弦基本波は、第３次高調波を生成し、それは、他の高調波からスペクトル的に十分に分離され、したがって、他の高調波と比較してより低い雑音でのかつより高い分解能でのモニタリングを可能にする。これは、雑音が、例えば回路又は半導体等、デバイスに存在している電子部品によってもたらされる熱雑音又は背景雑音に対応するという事実に起因する可能性がある。電子部品によって生成される上記熱雑音又は背景雑音は、主に、入力信号のより高次の高調波周波数と比較して低い周波数を含む。より低い周波数領域では、被験体と相互作用している入力信号全体が、エミッター（複数の場合もある）及び熱雑音又は背景雑音の周波数成分を含むが、より高い周波数領域は、主に、エミッター（複数の場合もある）のより高次の周波数からなる。したがって、波形又はパルス形態それぞれに応じて、互いにスペクトル的に近いいくつかの出力信号の分解能に対して特に有用である高分解能での特定の高調波を生成することができる。
【００６８】
デバイスは、好ましくは、生きた被験体、好ましくは哺乳動物の反応をモニタリングするように適合され、生きた被験体は電荷を含む誘電体媒質を有し、電荷は、少なくとも１つの入力信号に起因して再配分され、上記電荷の電荷再配分は、生きた被験体の生体機能に起因して変化し、少なくとも１つの出力信号は、誘電体媒質の電荷再配分によって変更される少なくとも１つの入力信号に対応し、生きた被験体の反応は、生体機能に対応する。
【００６９】
この背景に対して、同じ電子素子（複数の場合もある）に対して異なる周波数及び／又は異なる強度のＤＣ電圧を印加することが有用である場合がある。例えば、第１に、特定の電子素子に対してＤＣ電圧を印加することができ、次いで第２に、そのような上記特定の電子素子にパルスが印加され、又はその逆も可能である。それにより、信号対雑音比が最適化される。この観察に対するあり得る説明は、第１の信号が、被験体を「前分極させる（pre-polarize）」か又は「事前励起し（pre-excite）」、例えば、誘電体媒質の双極子モーメントを生じさせ整列させるということである。このとき、被験体が動く場合、これらの整列された双極子モーメントは、「前分極」又は「事前励起」のない場合に偏向するよりも大きく偏向し、より強力な偏向により、被験体からより強力な反応をもたらすことができる。これらの信号を連続的に印加する代わりに、それらを同時に印加することも考えられる。この目的で、好ましくは、互いに近接して位置する電子素子、例えば、第２の電子素子によって包囲されるか又は第２の電子素子に隣接する第１の電子素子が選択される。そして、例えば、第１の電子素子にＤＣ電圧を印加することができ、第１の電子素子は被験体の媒質を分極させるか又は整列させ、一方で、第２の電子素子にパルスが印加され、第２の電子素子は、被験体の生体機能の実際のモニタリングのために被験体の媒質を更に分極させるか又は整列させる。いずれの場合も、第２の信号の強度は第１の信号の強度より大きいことが好ましい。
【００７０】
デバイスの適用は、哺乳動物等の生きた被験体に制限されないことが留意されるべきである。代わりに、デバイスは、魚又は鳥等の他の任意の生きた有機体の反応のモニタリングにも使用することができる。
【００７１】
本発明に関連して、生体機能は、生きた被験体の心拍数、呼吸数、様々な脳波、身体部分の位置又は変位等とすることができる。
【００７２】
すなわち、電磁場の形態の入力信号が生きた被験体に印加される場合、誘電体媒質は分極し、誘電体媒質に含まれる電荷は、印加される電磁場に従って変位する。被験体が動かされるか又は動く場合、電荷再配分が変化し、それにより、電磁場が変化する。心拍又は呼吸等の周期的な生体機能の場合、電荷再配分は周期的に変化し、電磁場もまた周期的に変更される。
【００７３】
例えば、所与の周波数及び電磁場強度での電磁場の形態の入力信号が、デバイスに配置されているマウスに第１の時点で印加される場合、上記入力信号に応じて対応する出力信号が生成され、上記出力信号は、上記第１の時点でマウスの誘電体媒質で生じている特定の電荷再配分によって周波数及び電磁場強度が変更された入力信号に対応する。入力信号、例えばその周波数及び電磁場強度を、出力信号、例えば、その周波数及び電磁場強度と比較することにより、上記第１の時点に応じた第１の反応が評価される。第２の時点で入力信号を印加することにより、上記第２の時点で生じている特定の電荷再配分によって周波数及び電磁場強度が変更された対応する出力信号が生成される。マウスは呼吸しているため、及び／又はその心拍に起因して、印加された電磁場により、第１の時点で生成された電荷再配分と比較して、第２の時点におけるマウスの誘電体媒質における電荷再配分が異なる結果となる。したがって、第１の時点で算出された第１の反応と比較して、第２の時点で異なる第１の反応が算出される。異なる時点にわたって入力信号を印加することにより、特定の時点で生じている特定の電荷再配分に関連する異なる第１の反応が得られ、異なる時点で得られた第１の反応全体が、反応のモニタリングに対応し、マウスの呼吸数及び／又は心拍数、すなわち生体機能を反映する。
【００７４】
第１の反応に基づいて反応をモニタリングする上述した例は、任意の１つ以上の入力信号及び／又は更なる入力信号それぞれに関連する第２の反応、第３の反応等に対して同様に適用される。
【００７５】
入力信号の周波数等、入力信号の物理的特性に応じて、入力信号は、被験体から完全に若しくは部分的に反射され、及び／又は被験体内に完全に若しくは部分的に浸透する。浸透及び／又は反射挙動に関連する周波数は、被験体の本質の意味での密度及び物質、すなわち、被験体が、毛を持った動物であるか又はヒトであるか等によって決まるため、入力信号は、生体機能を高感度でモニタリングするために、被験体への所望の浸透及び／又は被験体からの所望の反射を達成するように特別に調整される。デバイスは、好ましくは、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーそれぞれによって受信される少なくとも１つの出力信号を復調するように構成された信号復調器を更に備え、及び／又はデバイスは、好ましくは、少なくとも１つのエミッター及びあるとすれば少なくとも１つの更なるエミッターによって放射される入力信号のうちの少なくとも１つを選択するように構成された入力選択デバイスを更に備え、及び／又はデバイスは、好ましくは、少なくとも１つのレシーバー及びあるとすれば少なくとも１つの更なるレシーバーによって受信される出力信号のうちの少なくとも１つを選択するように構成された、出力選択デバイス、好ましくはマルチプレクサーを更に備え、及び／又はデバイスは、好ましくは、少なくとも１つの出力信号をデジタル信号に変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器を更に備え、好ましくは、デジタル信号を処理するように構成された、好ましくはデジタル信号をフーリエ変換する信号プロセッサもまた備え、及び／又はデバイスは、好ましくは、無線ＬＡＮ、携帯電話、スマートフォン、コンピューター、モニター等の更なるデバイスに反応を通信するように構成された通信モジュールを更に備える。このため、デバイスは、好ましくは、当業者には既知であるように、出力信号（複数の場合もある）に対して標準信号処理を施すように構成される。
【００７６】
デバイスによって放射され受信される入力信号（複数の場合もある）及び／又は出力信号（複数の場合もある）は、非常に雑音を含む可能性がある。しかしながら、これらの信号（複数の場合もある）は、標準信号処理方法を使用して処理することができる。信号（複数の場合もある）の生データは、最初に、畳み込み技法を用いて平滑化することができる。それにより、いかなる貴重な情報も含まない高周波成分を除去することにより、より平滑な信号（複数の場合もある）を得ることができる。好ましくはそのように行うことにより留意するべきであることは、使用される任意の畳み込みフィルターのサイズである。フィルターの幅は、好ましくは、それが後に必要とされる情報を除去しないように選択される。そして、処理済み信号（複数の場合もある）は、好ましくは、例えば、高速フーリエ変換を使用することにより、周波数領域に変換される。周波数領域では、２つの周波数範囲が概して重要であり、それらがデータの抽出を可能にする。第１の範囲は、０．２５Ｈｚ〜１．７５Ｈｚの範囲のあり得る呼吸の周波数を含む範囲である。第２の範囲は、心拍のあり得る周波数を含む対応する範囲である。これらは、５Ｈｚ〜２０Ｈｚの範囲に及ぶ。それぞれの範囲内の最大振幅は、心拍周波数及び呼吸周波数それぞれの周波数に最も近い周波数である。
【００７７】
前述のように、入力信号、すなわち、少なくとも１つの入力信号及びあるとすれば任意の更なる入力信号は、被験体内へのその浸透深さ及び／又は被験体からのその反射の量を調整するように、信号変調器によって変更される。信号分析器は、特に、信号変調器によって変更される入力信号を出力信号と比較するように（すなわち、入力信号は、被験体の誘電体媒質における電荷再配置によって変更され）、かつ、受信された出力信号を元の入力信号によって補正するように構成される。それによって補正された信号は、２つの成分、すなわち、変更された特性、例えば変調された出力を有する元の（未変更の）入力信号と、被験体の誘電体媒質によって変更された入力信号、すなわち出力信号との物理的特性、例えば周波数を含む。被験体の反応を評価するために、信号分析器からの出力信号は、その後、復調器において、元の（未変更の）入力信号の物理的特性、例えばその周波数で復調される。復調器は、好ましくは、出力信号の振幅を復調するように、特に、出力信号の高周波数及び／又は低周波数復調を実施するように構成される。その後、信号復調器のアナログ出力信号は、好ましくは、アナログ−デジタル変換器において信号の更なる処理のためにデジタル信号に変換される。このように生成されたデジタル信号は、その後、好ましくは、信号プロセッサにおいて処理される。フーリエ変換により、デジタル信号は、その周波数成分に変換することができる。その後、周波数フィルター、又は面ずれ、スキュー、ジッタ、振幅、スペクトラム拡散等に関するフィルター等のフィルターを使用して、対象となる情報、特に生体機能を抽出することができる。さらに、入力／出力信号（複数の場合もある）に関連する時間成分（複数の場合もある）を調査すること、例えば、被験体の血流、血圧等を求めるために、１つの特定のエミッター（複数の場合もある）／レシーバー（複数の場合もある）からの入力／出力信号（複数の場合もある）を、別の特定のエミッター（複数の場合もある）／レシーバー（複数の場合もある）からの入力／出力信号（複数の場合もある）と比較することにより、経過時間を求めることも考えられる。所定の特性と大きく一致し、したがって好ましくは反応の更なるモニタリングのために選択される、少なくとも１つの第１の反応及び／又は少なくとも１つの第２の反応及び／又は少なくとも１つの第３の反応等をもたらす、特定の少なくとも１つのエミッター及び／又は特定の少なくとも１つのレシーバー及び／又は特定の少なくとも１つの更なるエミッター及び／又は特定の少なくとも１つの更なるレシーバー及び／又は特定の少なくとも１つのエミッター−レシーバー選択等を確定するために、好ましくは、マルチプレクサー等の出力選択デバイスが使用される。
【００７８】
しかしながら、上記で概説したように受信信号（複数の場合もある）を処理することに加えて又はその代わりに、信号（複数の場合もある）が出力選択デバイスを通過した直後に、すなわち、例えば復調器を用いる信号（複数の場合もある）のいかなる更なる処理もなしに、出力信号（複数の場合もある）を分析することも考えられる。こうした「直接」信号分析は、受信出力信号（複数の場合もある）が既に良好な信号対雑音比を有する場合に、特に適切である。この場合の好適な信号分析方法はいわゆるピークツーピーク分析を含むことができ、それにより、反応（複数の場合もある）の周波数等の物理的特性を容易に評価することができる。
【００７９】
第３の態様によれば、本発明は、上述したデバイスを用いて被験体の反応をモニタリングする方法を提供する。本方法は、デバイスの領域に被験体を配置するステップと、少なくとも１つの入力信号を生成するステップと、少なくとも１つのエミッターによって少なくとも１つの入力信号を放射するステップと、少なくとも１つのレシーバーによって少なくとも１つの出力信号を受信するステップと、信号分析器によって少なくとも１つの第１の反応を確定するステップとを含む。本方法は、少なくとも１つの更なるエミッターによって入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号を放射し、少なくとも１つのレシーバーによって受信された少なくとも１つの出力信号と少なくとも１つの更なるエミッターによって放射された入力信号及び／又は少なくとも１つの更なる入力信号とを比較することにより、被験体の少なくとも１つの第２の反応を評価し、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第２の反応に係る少なくとも１つの更なるエミッター及び少なくとも１つのレシーバーのいずれかを選択するステップと、少なくとも１つの更なるレシーバーによって少なくとも１つの出力信号を受信し、少なくとも１つの更なるレシーバーによって受信された出力信号と少なくとも１つのエミッターによって放射された入力信号とを比較することにより、被験体の少なくとも１つの第３の反応を評価し、所定の特性に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、被験体の少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は被験体の少なくとも１つの第３の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるレシーバーのいずれかを選択するステップとからなるステップ群から選択されたステップを更に含む。
【００８０】
上記で概説したように、デバイス上に被験体を配置すると、少なくとも１つの第１の反応及び少なくとも１つの第２の反応及び／又は少なくとも１つの第３の反応が確定される。そして、少なくとも１つの第１の反応、第２の反応及び／又は第３の反応の所定の特性との比較に基づき、被験体の反応の更なるモニタリングのために、少なくとも１つの第１の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、又は少なくとも１つの第２の反応に係る少なくとも１つの更なるエミッター及び少なくとも１つのレシーバー、及び／又は少なくとも１つの第３の反応に係る少なくとも１つのエミッター及び少なくとも１つの更なるレシーバーが選択される。デバイスの或る領域に被験体を配置することは、入力信号（複数の場合もある）の適用範囲内に、及び／又は出力信号（複数の場合もある）を受信するレシーバー（複数の場合もある）の範囲内に被験体を配置することとして理解することができる。上記領域は、上記で定義したような感度領域を含み、及び／又は上記領域は、感度領域が確定されるモニタリング面の範囲を定めることが好ましい。それにより、例えば、デバイス上に直接被験体を配置することにより、被験体をデバイスと物理的に接触させることも考えられる。しかしながら、被験体が、デバイス又は感度領域又はモニタリング面それぞれと直接物理的に接触するのではなく、これらから間隔を空けて配置されることも考えられ、それにより、上記領域は、デバイスと被験体との間の領域に対応し、その中で、反応のモニタリングは実施可能である。
【００８１】
第４の態様によれば、本発明は、上述したデバイスを用いて被験体の反応をモニタリングする方法を提供する。本方法は、デバイスの領域に被験体を配置するステップと、少なくとも１つの入力信号を生成するステップと、少なくとも１つのエミッターによって少なくとも１つの入力信号を放射するステップと、少なくとも１つのレシーバーによって少なくとも１つの出力信号を受信するステップと、信号分析器によって少なくとも１つの第１の反応を確定するステップと、信号変調器により、被験体内への少なくとも１つの入力信号の浸透及び／又は被験体からの少なくとも１つの入力信号の反射を調整するために、少なくとも１つの入力信号、特に少なくとも１つの入力信号の電磁場強度及び／又は少なくとも１つの入力信号の振幅を変更するステップとを含む。少なくとも１つの入力信号は、所定の特性に基づいて、空間分解能により被験体の反応のモニタリングを可能にするように変更される。
【００８２】
上記で概説したように、入力信号の物理的特性に応じて、被験体への或る特定の浸透及び／又は被験体からの或る特定の反射等、或る特定の相互作用が引き起こされる。異なる時点にわたり、特に変更された入力信号及び／又は変更された更なる入力信号それぞれを放射することにより、高い感度及び空間分解能での反応をもたらすように、被験体内への浸透及び／又は被験体からの反射が最適化された第１の反応のモニタリングが可能になる。
【００８３】
既述したように、被験体は、電荷を含む誘電体媒質を有する生きた被験体、好ましくは哺乳動物であり、電荷は、少なくとも１つの入力信号に起因して再配分され、上記電荷の電荷再配分は、生きた被験体の生体機能に起因して変化し、少なくとも１つの出力信号は、誘電体媒質の電荷再配分によって変更される少なくとも１つの入力信号に対応し、生きた被験体の反応は、生体機能に対応することが好ましい。
【００８４】
本方法は、所定の特性に基づいて、最大信号強度での及び／又は最大空間分解能での及び／又は最小入力信号エネルギー消費での被験体の反応のモニタリングを可能にする、少なくとも１つの特定のエミッター及び／又はあるとすれば少なくとも１つの特定の更なるエミッターを選択するステップを更に含むことが好ましく、及び／又は、所定の特性に基づいて、最大信号強度での及び／又は最大空間分解能での及び／又は最小入力信号エネルギー消費での被験体の反応のモニタリングを可能にする、少なくとも１つの特定のレシーバー及び／又はあるとすれば少なくとも１つの特定の更なるレシーバーを選択するステップを更に含むことが好ましい。
【００８５】
すなわち、反応は、デバイスにおける或る特定の感度領域に被験体を位置決めする必要なしにモニタリングすることができる。代わりに、好ましい感度領域を確定することができ、デバイスにおける被験体の即時の位置に対して連続的に最適化し調整することができる。その結果、被験体からの反応は、高感度でかつ良好な空間分解能でモニタリングすることができる。モニタリングに対してそれほど好適ではない電子部品は使用されないため、及び／又は、モニタリングに主に最適化された物理的特性を有する入力信号が使用されるため、低エネルギー消費でデバイスを動作させることができる。それにより、デバイスの耐用年数を延長することができ、保守費用が削減される。さらに、最適化されかつ的を絞った入力信号の使用により、被験体は、最適化されていない放射線での使用と比較して曝露される放射線量が低く、それは、健康問題に関して生きた被験体の場合に特に重要である。
【００８６】
すなわち、デバイスの異なる部分に対して同時に又は連続的にアドレス指定し及び／又はそこから読み出すことができるように、全ての電子素子に個々にアドレス指定すること、又は、いくつかの特定の電子素子を結合することが特に好ましい。特定の周波数又は振幅又はパルス幅等の入力信号でいくつかの特定の個々の電子素子をアドレス指定し、その結果、デバイスの異なる部分を、互いに物理的特性が異なる信号を放射することに同時に使用することができ、及び／又は、各々、異なる周波数及び異なる振幅等、同時に異なる物理的特性を有する入力信号でいくつかの特定の個々の電子素子をアドレス指定し、その結果、デバイスの異なる部分を、互いに異なる物理的特性の信号を放射することに同時に使用することができることが更に特に好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第１の応用における第１の被験体からの反応をモニタリングしている間の本発明によるデバイスの斜視図である。
【図２】第２の応用における第２の被験体からの反応をモニタリングしている間のデバイスの斜視図である。
【図３】第３の応用における第３の被験体からの反応をモニタリングしている間のデバイスの斜視図である。
【図４】デバイスの異なる構成要素及びそれらの相互作用を概略的に示す図である。
【図５】デバイスの電子素子の第１の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図６】デバイスの電子素子の第２の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図７】デバイスの電子素子の第３の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図８】デバイスの電子素子の第５の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図９】デバイスの電子素子の第６の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図１０】デバイスの電子素子の第７の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図１１】デバイスの電子素子の第８の配置及びアクティベーションを示す図である。
【図１２】電子素子のあり得る幾何学的寸法及び形状の第１の選択を示す図である。
【図１３】電子素子のあり得る幾何学的寸法及び形状の第２の選択を示す図である。
【図１４】隣接する電子素子の第１の配置を示す図である。
【図１５】隣接する電子素子の第２の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００８８】
本発明の好ましい実施形態は、図面を参照して以下で述べられる。図面は、本発明の現在の好ましい実施形態を示すためのものであるが、それを制限するためのもではない。
【００８９】
図１〜図３は、本発明によるデバイス１の異なる応用を示す。例えば、デバイス１は、ハウジング１８内に組み込むことができ、誘電体媒質１７を含むマウス２の反応をモニタリングするために使用することができる。誘電体媒質１７１を有する小児２１の反応をモニタリングするために適した装置１９内にデバイス１を配置すること、又は、誘電体媒質１７１１を有する成人２１１の反応をモニタリングするために、乗用車シート２０内にデバイス１を組み込むことも、それぞれ可能である。
【００９０】
デバイス１は、生体機能等の反応を非接触に測定する能力を有し、したがって、毛を持った動物に対する応用に関して特に興味深い。電極を用いる現行技術水準の方法は、動物の足又は尾等の毛のない部位に制限され、したがって、使用が複雑である。ダイオードは毛に浸透することができないため、発光センサーもまたほとんど使用することができない。
【００９１】
デバイス１はまた、有害である可能性がある状況において補助するためにヒトにも適用可能である。こうした状況は、乗用車、飛行機、自転車、又はヒトによって制御される他の任意の移動物体で発生する可能性がある。意識を失うか又は致命的な事象により、劇的な結果がもたらされる可能性がある。デバイス１は、車両を制御するためにヒトの生理学的パラメーターをモニタリングするために使用することができ、ヒトが車両に対する制御を失っている場合、特に、ヒト自身及び／又は他の人を傷つける危険の可能性がある場合、ヒトに警告するか又は安全プロトコルを開始するために使用することができる。したがって、デバイス１は、移動物体の安全プロトコルとともに構成される場合、命を救う能力を有する。
【００９２】
デバイス１は、生理学的パラメーター検出が、サイズ、性別、位置又は他の様々な身体パラメーターにも依存しないため、特に適している。信号最適化により、測定される対象のみに照射され、それにより最小限の線量で曝露されることが更に確実になる。
【００９３】
静止した被験体のモニタリングは、多くの状況で、これらが有害な事象に最も影響を受けやすい被験体であるため、主に重要である。これは、新生児、病院の患者若しくは家庭の高齢者、又は有害な事象にさらされている高いリスクがある他の任意の被験体の場合である。デバイス１は、生理学的パラメーターを検出し、安全プロトコルを開始するために、かつ助けを必要としている被験体を助けるために、他の人々に警告又はＳＭＳ又は電話等の他の任意の通知手段により、迅速に報告することができる。この応用は、生理学的パラメーターの検出が、デバイス１が感度範囲内にある限り、対象及びデバイス１上のその位置のサイズに依存しないため、特に好適である。
【００９４】
図１〜図３において、デバイス１は、入力信号５、５１、５１１、５１１１、５１１１１を放射する１つのエミッター３と、上記入力信号に応じて被験体２、２１、２１１から出力信号６、６１、６１１、６１１１、６１１１１を受信する１つのレシーバー４とを備える。ここでは、信号を放射し受信するために、それぞれ１つのエミッター３及び１つのレシーバー４しか使用されていないが、入力信号５、５１、５１１、５１１１、５１１１１は変更され、入力信号の物理的特性に応じて、入力信号５、５１、５１１、５１１１、５１１１１の被験体２、２１、２１１への異なる浸透深さ及び／又はそこからの反射の量が達成される。すなわち、ここに示す入力信号の変更は、ｚ方向における反応の最適化に対応する。しかしながら、以下で更に詳細に説明するように、デバイス１は、実際には、デバイス１上の被験体２、２１、２１１の任意のあり得る位置において最適な反応を得るために、デバイスのｘ−ｙ方向におけるスキャニングを可能にするように、複数のエミッター３、３１、．．．と複数のレシーバー４、４１、．．．とを備えることができる。
【００９５】
これらの図から分かるように、第１の入力信号５は、被験体２、２１、２１１からの対応する出力信号６の完全な反射をもたらす周波数又は振幅を有し、例えば、第４の入力信号５１１１は、被験体２、２１、２１１内への完全な浸透をもたらす周波数又は振幅を有する。特に、図１の第３の入力信号５１１並びに図２及び図３の第４の入力信号５１１１は、それぞれ、マウス２、小児２１及び成人２１１それぞれの心臓の領域内に浸透するように適合されている物理的特性を有する。このため、結果としての出力信号６１１、６１１１は、マウス２、小児２１及び成人２１１それぞれの心拍によって最大限変更される入力信号５１１、５１１１に対応する。したがって、この場合、特定の第３の入力信号５１１及び第４の入力信号５１１１はそれぞれ、心拍数のモニタリングに対して最適である。
【００９６】
これらの図では、電子素子の全て、すなわち、全てのエミッター及び全てのレシーバーは、単一の第１の平面Ｅ１内に配置され、モニタリング面２４の境界を定める。ここで、上記モニタリング面２４は、それぞれの被験体２、２１、２１１のサイズの約２倍のサイズの領域に及び、それにより、デバイス１の上に配置される被験体２、２１、２１１の反応の完全なモニタリングに対して好適である、すなわち高感度である領域を画定する。上記平面Ｅ１は、ｘ方向及びｙ方向にわたるデバイス１のｘ−ｙ平面内に配置され、対応するｚ方向は上記ｘ−ｙ平面から垂直に延在すると言うことができる。したがって、Ｅ２平面は、ｙ方向及びｚ方向にわたるｙ−ｚ平面内に配置される領域として定義することができ、Ｅ２１平面は、ｘ方向及びｙ方向それぞれにわたるｘ−ｚ平面内に配置された領域として定義することができる。
【００９７】
図４は、デバイス１の様々な構成要素を概略的に示す。したがって、通信モジュール１５、周波数発生器７、信号変調器９、電磁場の生成のための電子素子３、３１、．．．４、４１、．．．、マルチプレクサー１６、信号復調器１２、アナログ−デジタル変換器１３、信号分析器８及び信号プロセッサ１４が示されている。この例では、周波数発生器７は、信号変調器９に送信される入力信号を生成し、入力信号は、それらの位相及び／又は振幅及び／又は周波数及び／又は電磁場強度等が変更される。ここで、３つの変更された入力信号５、５１、５１１は、その後、個々に３つの異なるエミッター３、３１、３１１に送信される。ここで、３つのレシーバー４、４１、４１１が設けられ、それらは、デバイス１の領域に配置された被験体から反応する出力信号６、６１、６１１を受信する。出力信号６、６１、６１１は、マルチプレクサー１６に送信され、マルチプレクサー１６は、出力信号のうちの１つの出力信号６１を選択し、信号復調器１２にかつ信号分析器８にそれぞれ転送する。信号分析器８は、信号変調器９によって変更された入力信号を出力信号６１と比較し、元の入力信号により受信した出力信号６１を補正する。そして、信号分析器８からの出力信号６１は、その後、復調器１２において元の（未変更）入力信号の物理的特性を用いて復調される。その後、信号復調器１２のアナログ出力信号６１は、アナログ−デジタル変換器１３において信号の更なる処理のためにデジタル信号に変換される。このように生成されたデジタル信号は、その後、実際の第１の反応／第２の反応／．．．の反応（複数の場合もある）と生体機能に関連する実際の反応とが確定される、信号プロセッサ１４において更に処理され、その後、通信モジュール１５に送信され、通信モジュール１５は、信号を無線ＬＡＮ、携帯電話、スマートフォン、コンピューター又はモニター（図示せず）に送信する。
【００９８】
図５〜図１１は、デバイス１の電子素子の異なる配置及びアクティベーション方式を示し、それにより、他の多くの配置及びアクティベーション方式もまた考えられる。
【００９９】
特に、図５のデバイス１は、３つのエミッター３、３１、３１１と３つのレシーバー４、４１、４１１とを備え、それらは全て、デバイスのｘ方向及びｙ方向を通して広がっている同じ第１の平面Ｅ１内に配置されている。この配置では、エミッター３、３１、３１１は、単一のハニカム構造体に一体化される六角形レシーバー４、４１、４１１内に配置されている点の形態で提供されている。構造的に分離されたエミッター３、３１、３１１の各々は、特定のエミッターに通じる個々の導電性トラック又はパッド２１、２１１、２１１１によって、特定の入力信号５、５１、５１１で個々にアドレス指定される。図１〜図３と同様に、個々の入力信号５、５１、５１１は、各々、同様に変更され、それにより、ここでこれらの入力信号５、５１、５１１は、被験体への異なる浸透深さ及び被験体からの異なる反射の量を達成するように、それらの振幅が変更される。すなわち、ここで示す入力信号の変更は、同様に、ｚ方向における反応の最適化に対応する。上記入力信号に反応する被験体からの出力信号は、この場合、全てデバイス上のそれらの一体化配置によって互いに相互接続されているレシーバー４、４１、４１１から受け取られる。したがって、上記素子からの出力信号を送信するために、１つの導電性トラック又はパッド２１１１１のみが設けられている。入力信号５、５１、５１１は、各々、ｚ方向における反応の最適化中に、被験体への異なる浸透深さ及び／又は被験体からの異なる反射の量に達するように、周波数及び／又は振幅等、異なる物理的特性で各々生成される。この図では、破線及び点線で示す構造体２２、２２１、．．．は、目下モニタリングのために使用されない電子素子に対応する。しかしながら、デバイスのｘ−ｙ平面、すなわち平面Ｅ１内の反応の最適化のために、デバイス１の高感度領域を被験体に適合させるために、同様にこれらの電子素子をアドレス指定することができる。さらに、この図に示すデバイスは、そこに実際に示す電子素子の数に制限されず、任意の所望の数のこうした電子素子を備えることができることが留意されるべきである。これはまた、図に示す他の任意のデバイスにも適用される。
【０１００】
図６〜図１１のデバイスは、デバイス１に配置されかつ個々にアドレス指定されるいくつかの電子素子と、それぞれ、任意のサイズ及び複雑性の一体化ネットワークを形成するように結合されているいくつかの電子素子とを示す。単一電子素子の特定の組合せは、印加される電磁場のサイズ及び形状を決定し、すなわち、それは、エミッター３、．．．がレシーバー４、．．．に対していかに位置決めされるか、及びその逆によって決まる。それらは、それらの構造的設計により、例えば、構造を一体化することにより、又は、それらの配線、すなわち、接続する導電性経路又はトラックを用いるそれらの電子アクティベーションにより、結合することができる。すなわち、各電子素子は、単独で作動させることができ、又は構造的に結合されている場合、全ての電子素子又は電子素子の一部のみを同時に作動させることができる。さらに、各個々の電子素子はさらに、より小さい電子素子から構成されるか又はそれらを含むことができ、そうしたより小さい電子素子は、作動及び結果としての電磁場設計に関する自由度を更に増大させる。ネットワークを形成する単一電子素子を有することにより、複数の電磁場を同時に形成することも可能になり、すなわち、ネットワークの全体又は一部を使用する全体的な測定が可能になり、単一電子素子又は単一電子素子の単一構造体を用いる小さい詳細なかつ焦点合せされた測定が可能になる。さらに、それぞれの電子素子の幾何学的寸法及び／又は形状とは無関係に、同じ時点での電子素子の配置及び配線という意味で異なる構造体による同時の測定が可能である。すなわち、デバイスの高感度領域を連続的に拡大し縮小するように、必要な限りの多くの電子素子を結合すること、及びアクティベートしディアクティベートすることができる。さらに、入力信号（複数の場合もある）の電磁場強度及び／又はパルス幅等を調整する等、入力信号（複数の場合もある）の物理的特性を連続的に変化させることができる。同じ１つ以上の入力信号により、又は物理的に異なる１つ以上の入力信号により、いくつかの特定の電子素子を個々に又は共通してアドレス指定することが更に可能である。
【０１０１】
例えば、図６において、第１のエミッター３及び１つの第２のエミッター３１は、１つの共通の導電性トラック２１を用いて同じ入力信号５を受ける単一ハニカム構造体を形成するように、互いに直接隣接して配置される。さらに、１つの第３のエミッター３１１及び１つの第４のエミッター３１１１が一体化され、導電性トラック２１１を介して１つの入力信号５１により共通してアドレス指定されるとともに、１つの第５のエミッター３１１１１及び１つの第６のエミッター３１１１１１が一体化され、導電性トラック２１１１を介して１つの入力信号５１１により共通してアドレス指定される。同様に、１つの共通の導電性トラック２１１１１によって出力信号６を送信する単一ハニカム構造体を形成するように、１つの第１のレシーバー４及び１つの第２のレシーバー４１が互いに直接隣接して配置されている。さらに、１つの第３のレシーバー４１１及び１つの第４のレシーバー４１１１が一体化され、導電性トラック２１１１１１を介して１つの出力信号６１を共通して送信するとともに、１つの第５のエミッター４１１１１及び１つの第６のエミッター４１１１１１が一体化され、導電性トラック２１１１１１１を介して１つの出力信号６１１を共通して送信する。エミッター３、３１、３１１、３１１１、３１１１１、３１１１１１の全てが、デバイスの平面Ｅ１に沿って延在する第１の共通水平平面内に配置され、レシーバー４、４１、４１１、４１１１、４１１１１、４１１１１１の全てが、ｚ方向に対して第１の平面の下方に配置されている、同様にデバイスの平面Ｅ１に沿って延在する第２の共通水平平面内に配置されている。破線垂直線及び点線垂直線によって示すように、レシーバー４、４１、４１１、４１１１、４１１１１、４１１１１１は、それにより、エミッター３、３１、３１１、３１１１、３１１１１、３１１１１１の幅ｄＥより大きい幅ｄＲを有する。このため、第１のエミッター３及び第２のエミッター３１並びに第１のレシーバー４及び第２のレシーバー４１は、入力信号５及び出力信号６に基づき、第１の反応の評価に使用される第１のエミッター−レシーバー選択を形成する。同様に、それぞれ、第３のエミッター３１１及び第４のエミッター３１１１並びに第３のレシーバー４１１及び第４のレシーバー４１１１は、更なる入力信号５１及び更なる出力信号６１に基づき、第２の反応の評価に使用される第２のエミッター−レシーバー選択を形成し、第５のエミッター３１１１１及び第６のエミッター３１１１１１並びに第５のレシーバー４１１１１及び第６のレシーバー４１１１１１は、それぞれ更なる入力信号５１１及び更なる出力信号６１１に基づき第３の反応の評価に使用される第３のエミッター−レシーバー選択を形成する。薄い線によって示される構造体２２、２２１、．．．は、既に上記で説明したように、目下モニタリングには使用されないが、反応の最適化のためにデバイス１の高感度領域を被験体に適合させるために同様にアドレス指定することができる、電子素子に対応する。
【０１０２】
図７のデバイス１では、４つのエミッター３、３１、３１１、３１１１が一体化構造体を有し、デバイスの平面Ｅ１に沿って延在する１つの第１の水平平面内で共通して配置されている。これらのエミッターは、導電性トラック２１によって連帯して電気的に接続され、したがって、同じ入力信号５を同時に受信する。同様にＥ１平面に沿って延在し、ｚ方向に対して第１の水平面の下方に位置している第２の水平面には、同様に一体化構造体を有する４つのレシーバー４、４１、４１１、４１１１がある。ここでは、エミッター３、３１、３１１、３１１１の全てが、共通して入力信号５を受信する１つの単一エミッターユニット１０を形成するように合わせて一体化され、レシーバー４、４１、４１１、４１１１の全てが、共通して出力信号６を送信する１つの単一レシーバーユニット１１を形成するように合わせて一体化されている。これは、エミッター及びレシーバーが単にペアで一体化され、それにより、互いに間隔を空けて配置されているエミッターユニット１０、１０１、１０１１及びレシーバーユニット１１、１１１、１１１１を形成する、図６に示すデバイスのエミッター及びレシーバーの一体化構造体とは明らかに対照的である。
【０１０３】
図８に示すデバイス１は、単一エミッター３、３１、３１１、３１１１及び単一レシーバー４、４１、４１１、４１１１を備え、各々が、それぞれ、単一入力信号５、５１、．．．を受信するように、及び単一出力信号６、６１、．．．を送信するように、単一導電性トラック２１、２１１、．．．によってアドレス指定される。図６及び図７に示すデバイスの場合と同様に、エミッター３、３１、３１１、３１１１の全てが、平面Ｅ１に沿って延在する共通の第１の水平平面内に配置され、レシーバー４、４１、４１１、４１１１の全てが、平面Ｅ１に沿って延在しかつｚ方向に対して第１の水平平面の下方に位置している、共通の第２の水平平面内に配置されている。図６及び図７に示すデバイスのエミッター及びレシーバーとは対照的に、エミッターもレシーバーも互いに一体化していない。代わりに、エミッター及びレシーバーは、それぞれ、ハニカム構造体の形状で提供されているが、個々の電子素子は、互いに直接接触していない。代わりに、個々の電子素子は、互いに近接しているが間隔を空けて配置されている。
【０１０４】
図９〜図１１から分かるように、レシーバーユニットに及び／又はエミッターユニットに、１つ以上の単一電子素子を追加することができる。これらは、意図される用途及び電磁場設計に応じて任意のサイズ及び形状とすることができる。エミッターよりレシーバーの方が多いか又はその逆により、異なる電磁場設計を同時に使用するという更なる可能性が可能になる。特に、エミッター及びレシーバーの異なる構造体の作動により、最適な電磁場設計及び信号検出が可能になる。
【０１０５】
図９に示すデバイス１は、一体化されたエミッター３、３１、３１１、３１１１、３１１１１、３１１１１１及び一体化されたレシーバー４、４１、４１１、４１１１、４１１１１、４１１１１１の配置及び作動に関して、図６に示すデバイス１に本質的に対応する。しかしながら、図９のデバイス１は、エミッターユニット１０、１０１、１０１１の一体化構造体内に位置する単一電子素子である更なるエミッター３１１１１１１、３１１１１１１１、３１１１１１１１１を更に備える。この場合、単一エミッター素子３１１１１１１、３１１１１１１１、３１１１１１１１１は、平面Ｅ１に沿って延在するエミッターユニット１０、１０１、１０１１の場合と同じ水平平面内に配置される円形素子として提供される。これらの単一エミッターの各々は、別個の入力信号５１１１、５１１１１、５１１１１１を受信するように、導電性トラックによって個々にアドレス指定される。
【０１０６】
同様に、図１０及び図１１に、主に図７及び図８に示すデバイス１に対応するが、個々にアドレス指定されている単一電子素子を更に備えるデバイス１が示されている。したがって、図１０は、ハニカム構造体の形態で４つの一体化エミッター３、３１、３１１、３１１１を備えたデバイス１を示し、１つのハニカムの各中心に、単一エミッター３１１１１、３１１１１１、３１１１１１１が配置されている。これらのエミッター３１１１１、３１１１１１、３１１１１１１は、円形形態を有し、一体化エミッターの平面Ｅ１に沿って延在している水平平面内に配置されている。一体化エミッターによって形成される単一エミッターユニット１０は、同じ入力信号５によって共通してアドレス指定されるが、個々のエミッター３１１１１、３１１１１１、３１１１１１１は、各々、単一電子トラック２１１１、２１１１１、２１１１１１によって個々にアドレス指定され、したがって、異なる入力信号５１、５１１、５１１１を独立して受信するように適合されている。
【０１０７】
図８によるデバイスの電子素子に加えて、図１１のデバイスは、単一エミッター３１１１１、３１１１１１、３１１１１１１を備え、それらは各々、単一の入力信号を独立して受信するように、単一の導電性トラック２１１１１１、２１１１１１１、２１１１１１１１によってアドレス指定される。この例では、単一エミッターは、六角形形態が与えられ、平面Ｅ１に沿って延在するエミッター３、３１、３１１、３１１１の場合と同じ水平平面内に配置されている。
【０１０８】
図９〜図１１では、個々のエミッターを備えるデバイスのみが示されている。しかしながら、こうしたデバイスに個々のレシーバーを設けるか、又は、こうしたデバイスに個々のエミッター及びレシーバーをそれぞれ設けることが同様に可能である。
【０１０９】
図１２及び図１３は、電子素子のあり得る幾何学的寸法及び形状を示す。しかしながら、幾何学的寸法も形状もこれらの図に示すものに制限されない。電子素子は、任意のサイズ及び／又は形状とすることができ、任意の方法でデバイスに配置することができる。各特定の設計は、いくつかの特定の利点又は不都合を有し、意図される用途に従って選択しなければならない。意図される用途に応じて、電子素子のいくつかの特定のサイズ、形状及び配置は、他のサイズ、形状及び配置より適切であり、その理由は、電子素子のサイズ、形状及び配置により、印加される電磁場の形状が決まるためである。
【０１１０】
概して、デバイスは、入力信号を放射し、出力信号を受信するように適合されるキャパシター等の少なくとも２つの電子素子からなるべきである。キャパシターは、同じか若しくは異なる平面に、互いに重なり合って、又は互いに空間的に分離されるように配置することができる。キャパシターは、同じ形状を有する場合もあれば異なる形状を有する場合もある。キャパシターのサイズ及び形状により、電磁場の形状及び感度が決まる。デバイスはまた、異なるサイズ及び／又は形状の電子素子からなることもできる。このため、エミッター３、３１、．．．の数は、レシーバー４、４１、．．．の数と同等であってはならず、レシーバー素子より多くのエミッター素子がある可能性があり、その逆も可能である。図１２から分かるように、キャパシターは、互いの中に又は互いを包囲して、又は互いに重なり合って、又は互いに隣接して等、配置される、らせん形、円形、矩形、線、星形、楕円形等の任意の形状及びサイズを有することができる。さらに、個々の電子素子は、異なるように配線し接地する、すなわち誘導線を歪ませることができ、更なる電磁場設計モダリティを追加するために他の配線特性を使用することができる。
【０１１１】
図１４及び図１５は、より大きい構造体に結合される単一電子素子の異なる配置を示す。こうした配置から、ネットワーク全体、結合された電子素子のいくつかの特定の構造体のみ、又は単一電子素子のみをそれぞれ使用する可能性が現われ、それにより最適な信号検出が可能になる。これらの配置の各々は、異なる電磁場特性を有し、意図される使用に応じて、広いか又は平坦な電磁場、急峻な又は侵入する電磁場、円形容積電磁場等を生成するために、異なるようにアドレス指定される。
【０１１２】
図１４では、例えば、常に３つのエミッター３、３１、．．．及び３つのレシーバー４、４１、．．．が、３重ハニカムの形態でエミッターユニット１０、１０１、．．．及びレシーバーユニット１１、１１１、．．．を形成するようにそれぞれ一体化されている。それにより、常に１つのエミッターユニット１０及び１つのレシーバーユニット１１が、別のエミッターユニット１０１、１０１１、．．．及び別のレシーバーユニット１１１、１１１１、．．．によって形成される別のエンティティ又はクラスター２３１、２３１１、．．．から空間的に分離される１つのエンティティ又はクラスター２３を形成するようにそれぞれ結合される。
【０１１３】
エミッター及びレシーバーのこうしたクラスター２３、２３１、．．．は、図１５に示すデバイスにおいて同様に形成されている。それにより、１つのクラスターは、別の３つ組エミッター３１１１１とともに１つの３つ組レシーバー４によって完全に包囲されている４つの単一エミッター３、３１、３１１、３１１１を備える。各クラスター２３、２３１、．．．は、別のこうしたクラスター２３１１、２３１１１、．．．から空間的に分離されている。
【０１１４】
これらの図は空間的に分離したクラスターのみを示すが、こうしたクラスターを互いに隣接して、例えば、一体化ハニカム構造体を備えた連続ハニカムの形態で配置することが同様に可能である。
【０１１５】
さらに、上述したように、電子素子の種々の配置及びそれらのアクティベーション方式が考えられる。例えば、図１５を参照すると、クラスター２３、２３１、２３１１、２３１１１内の中心に位置するエミッター３１１１を、第１の入力信号、例えばＤＣ電圧で別個に又は共通してアドレス指定することと、各々上記エミッター３１１１の周囲に位置するエミッター３、３１、３１１を、更なる、すなわち、短いパルス等の第２の入力信号で同時に又は連続してアドレス指定することが可能である。第１の入力信号及び更なる入力信号としてＤＣ電圧及びパルスを印加する代わりに、別の可能性は、第１の入力信号及び更なる入力信号として第１の周波数の第１のパルスと、上記第１の周波数とは異なる第２の周波数の第２のパルスとを印加することである。又は、高調波を生成する１つ以上の入力信号を印加することも考えられ、そこでは、高調波は、その後、対象をモニタリングするために使用される。
【符号の説明】
【０１１６】
１  デバイス
２、２１、２１１  被験体
３、３１、．．．  エミッター
４、４１、．．．  レシーバー
５、５１、．．．  入力信号
６、６１、．．．  出力信号
７  信号発生器
８  信号分析器
９  信号変調器
１０、１０１、．．．  エミッターユニット
１１、１１１、．．．  レシーバーユニット
１２  復調器
１３  アナログ−デジタル変換器
１４  信号プロセッサ
１５  通信モジュール
１６  出力選択デバイス
１７、１７１、１７１１  誘電体媒質
１８  ハウジング
１９  装置
２０  シート
２１、２１１、．．．  導電性トラック
２２、２２１、．．．  不活性構造体
２３、２３１、．．．  クラスター
２４  モニタリング面
２５  入力選択デバイス
Ｒ１  第１の反応
Ｒ２  第２の反応
Ｒ３  第３の反応
Ｒ  反応
Ｅ１  第１の平面
Ｅ２、Ｅ２１  第２の平面
ｘ  ｘ方向
ｙ  ｙ方向
ｚ  ｚ方向
【図１】
2019537733.tif 000003
【図２】
2019537733.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
2019537733.tif 000018
2019537733.tif 000019